气候变化有可能使我们这个星球的大片地区不适合居住。如果人类真的成功适应了,但是在足够长的时间线上,地球将因为其他原因而变得不适合人类居住:例如彗星撞击或超级火山爆发等偶然事件。规划从地球逃生的潜在路线,已经成为看似合理的手段。相对于《流浪地球》电影。一些科学家正在设想长达1千年的人类太空远征。
目前人类最明显的移居目的地,是我们最近的邻居火星。我们已经向那里发送了多个探测器,NASA正计划在2024年再次登月,最终计划将其用作火星任务的航路点。埃隆·马斯克声称计划在同年进行一次载人火星之旅。但火星是一颗沙漠星球,寒冷而贫瘠,除了一层薄薄的二氧化碳,没有大气层。当然,人类可以在那里生存,但它不是一个真正适合生活的好地方。一些科学家有另一个最喜欢的候选者:比邻星b,这是一颗绕着一颗名为比邻星的恒星运行的行星,质量是地球的1.3倍,表面可能存在液态水,比火星更加宜居。
最大的挑战是距离。比邻星b距离地球4.2光年。目前有一个名为“突破星射的项目,将向半人马座阿尔法星发射一个几克重量的探测器,由从地球发射的1000亿瓦激光推动,20年就能到达比邻星b。但是如果乘坐足以运送人类的大型飞船,旅行一光年也需要几个世纪的时间,到达比邻星b范围内的行星需要一千年甚至更长的时间。这意味着没有一队机组人员能够从开始到结束的旅程中幸存下来,飞船上的人将不得不把任务一代代传下去。
非营利组织星际研究倡议的执行主任安德烈亚斯·海因称,人们可以在孤岛等与世隔绝的地区生活数百年或数千年,原则上人们可以生活在像生物圈2这样的人工生态系统中。千年太空旅行是一个扩大规模的问题,但没有违反物理学的基本原理。但是除了物理学之外,还要面对包括生物学、社会学、工程学的挑战,例如人造重力、冬眠、生命维持系统、推进、导航等难题。
当耗费1千年去殖民邻近恒星的行星时,最基本的问题是,在生物层面上是否有可能做到这一点。天体物理学家弗雷德里克·马林研究了NASA的机组人员在国际空间站呆了几个月的心理影响,发表了许多关于禁闭、压力、零重力和与地球隔离对人类心灵的影响。他已经建立了1个模型,来研究数百年的宇宙航程,需要派遣多少人,才既不会超出船的容量又不会导致过度近亲繁殖。他计算如果带着足够人种基因丰富的宇航员,只需98人就能完成长达6300年的航行,完全能够满足到达比邻星b的需要。
他还估计了太空船的大小,首先是需要多少空间来生产食物。他认为应该采用营养雾喷洒在悬挂植物根部的方式来种植蔬菜,此外少量饲养动物,但只从他们身上提取蛋白质来供人类食用。使用这些技术,为500名船员提供食物所需的总空间将为0.45平方公里。这个区域将分布在一个缓慢旋转的圆柱体周围,以产生人造重力。最后马林设计的太空船高度只有25米,但半径为224米,类似于NASA当初设计的斯坦福环面太空船,比现在美军最大的航母还要大。
这艘巨大的船能不能造出来飞向宇宙?与外界设想的动力困难不同,科学家认为更困难的地方,在于长期宇宙航行,等于人类失去了地球磁场的保护,那么意味着人类将暴露在高能粒子中,只需要1年这些粒子将会破坏大脑中很多细胞。如果进行1千年的航行,后来可能都会变成白痴。即便太空船能做好防护,但长期航行带来的社会问题照样存在,例如1千年后太空船中人的语言肯定与地球有巨大的差别。即便他们成功殖民比邻星b,其实和地球已经没有任何关系了。
要殖民我们最近的恒星,不仅仅是技术上的障碍。经济也很难承担。科学家估计如果世界经济继续以目前的速度增长,将能够在公元2500年到3000年之间的某个时候具备建造这种大型宇宙飞船的能力。而且在这一过程中,人类已经要开始殖民太空,例如开发月球和小行星。天体物理学家保罗·M·萨特反对这种不切实际的太空旅行,他认为现有推进技术不可能让人类到达比邻星,距离人类登月已经50年了,但是现在不可能比上世纪60年代做得更多,1千年的旅行是白日梦。
但是有些科学家认为,这种千年太空航行研究,本身对人类是有好处的。例如开发更先进的封闭循环生命维持系统,将二氧化碳和有机废物回收到食物、氧气和水中,这些技术也能够产生商业应用,比如可以提供废水处理的模块化卫生中心,或者降低胆固醇的营养丰富的细菌。
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